Статьи/ Совершенствование технологии модифицирования чугунов с шаровидным графитом Mg-Ni-Fe лигатурой
Совершенствование технологии модифицирования чугунов с шаровидным графитом Mg-Ni-Fe лигатурой.
Панов А.Г. (ООО «ИЦМ»), Корниенко А.Э. (ООО «НЭК»), Корниенко А.Э. (ООО «ИЦМ»), Киселёв Д.В. (СПбГПУ)
Страницы: 1 | 2 |
К настоящему времени накоплен достаточно большой исследовательский материал и практический опыт по сфероидизирующему модифицированию
чугунов [1,2]. Однако достаточно длительная практика применения литейщиками этой операции говорит о том, что ее эффективность при большом
потенциале не всегда реализуется в полном объеме. Так, при изготовлении отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом марки ВЧ50
в одних производственных условиях по одной технологии, но при использовании разных партий модифицирующих лигатур одной и той же марки можно
получать прочность литого чугуна с разницей на 40 % (σВ от 500 до 700 и более МПа). Поэтому в последнее время в технической
литературе появился ряд публикаций, посвященных проблеме нестабильности и малой эффективности работы модификаторов [3,4].
В то же время параллельно с развитием представлений о модифицировании сплавов накапливалась информация, и развивались представления о
наследственности в сплавах. Так, например, закономерности явления структурной наследственности (ЯСН) дали возможность автору [5]
охарактеризовать ЯСН как природное свойство сплавов, обеспечивающее материальную взаимосвязь между структурными признаками в
системе “шихта – расплав – литое изделие".
Совместный анализ рассматриваемых явлений – модифицирования и ЯСН – позволяет сделать вывод об особенной роли модифицирующих материалов
в процессе формирования, трансформации и передачи наследственности сплавов. Как схематично показано на рисунке 1, эти материалы работают
на стадии, когда уже произошла закладка основных наследственных свойств изготавливаемого (синтезируемого) сплава. При этом модифицирующие
материалы в значительной степени изменяют, устраняют или усиливают элементы уже внесенного наследства. Поэтому, во-первых, их действие
практически невозможно корректировать, поскольку оно носит ограниченный во времени характер, и иногда время действия эффекта модифицирования
находится на пределе времени, предназначенного для разливки модифицированного металла. А во-вторых, так как модифицирующие лигатуры сами
по себе являются литыми изделиями, они имеют свои унаследованные свойства, колебания значений которых может существенно влиять на результаты
модифицирования и, в конечном итоге, на потребительские свойства отливок.
Учитывая изложенное выше, авторы исследовали возможность повышения стабильности результатов модифицирования, варьируя микросостав и
микростроение литого модификатора Fe-Ni-Mg-RE одного базового состава.
Для этого изготовили центробежным способом 3 варианта отливок лигатуры из одного базового расплава, применяя различные режимы его
обработки (Примечание 1: В настоящее время на способ обработки оформляется Патент РФ на изобретение) и кристаллизации:
- вариант 1-1 – без обработки расплава слиток толщиной 3 см,
- вариант 2-1 – с обработкой расплава слиток толщиной 3 см,
- вариант 2-2 – с обработкой расплава слиток толщиной 0,3 см.
Химический состав базового расплава лигатуры представлен в таблице 1.
Исследовали зависимость плотности внутреннего и внешнего приповерхностного объёма отливок толщиной 3 см и товарного дроблёного продукта
всех вариантов лигатуры от варианта изготовления. Плотность измерялась методом гидростатического взвешивания:
- механически обработанных образцов для исследования ударной вязкости – на 3-х отдельных образцах и затем усредняли,
- дроблёных образцов – одновременно на навеске из не менее 10 кусочков лигатуры.
Результаты исследования плотности представлены в таблице 2. Анализ результатов показывает, что на плотность оказали влияние как способ
кристаллизации, так и дополнительная обработка расплава (модифицирование) перед кристаллизацией. Наиболее плотной в товарном виде получается
лигатура в виде слитка толщиной 0,3 см с предварительным модифицированием расплава, что очень важно для ковшевого способа модифицирования.
Зависимость эффективности действия лигатур, изготовленных по разным вариантам, исследовали на опытной плавке синтетического чугуна
в условиях литейного производства ООО «НЭК им. Корниенко). Для этого выплавили в индукционной печи ИСТ-0,4 синтетический чугун на шихте
следующего состава: 330 кг стального лома Ст.20; 14 кг науглероживателя (электродного боя; 10,2 кг ферросилиция ФС75; 0,35 кг кремния
кристаллического.
После расплавления всей шихты и определения химического состава расплава провели десульфурацию лигатурой ЖКМК методом колокольчика.
Удалили шлак и перегрели расплав с открытым зеркалом металла до температуры 1500°С и выдержали в течение 20 минут для устранения
возможного влияния на качество расплава лигатуры, использованной для десульфурации. После этого в течение ещё 20 минут охладили расплав
до температуры разливки 1430°С и отобрали пробу на количественный химический анализ. Химический состав расплава до десульфурации
и перед разливкой представлен в таблице 3.
Предварительно перед проведением серии испытаний опытной лигатуры были залиты 40-кг ковшом 3 клина чугуном, модифицированным только
ферросилицием ФС75. Дальнейшую разливку проводили с модифицированием опытными лигатурами с расходами 0,8%, 1,0%, 1,2% в сочетании с
графитизирующей обработкой ФС75 в количестве 0,5%. С каждого ковша заливали по 10 клиньев для испытаний чугуна на растяжение и ударный
изгиб. Разливку проводили быстро при температуре на выпуске 1400 – 1420°С с выдержкой металла в ковше перед разливкой в течение
порядка 1 минуты.
Из полученных в ходе опытной плавки литых клиньев были изготовлены и испытаны образцы, результаты испытаний сведены в диаграммы,
представленные на рисунке 2. Чугун, модифицированный только ферросилицием ФС75 без обработки сфероидизирующим модификатором, имел
прочность σв=150 МПа при нулевом относительном удлинении... Продолжение статьи>>
Панов А.Г. (ООО «ИЦМ»), Корниенко Андрей Э. (ООО «НЭК»), Корниенко Аина Э. (ООО «ИЦМ»), Киселёв Д.В. (СПбГПУ). Совершенствование
технологии модифицирования чугунов с шаровидным графитом Mg-Ni-Fe лигатурой. // М: Литейщик России, 2009, №3. - с. 27-30.
Ознакомиться с печатной версией статьи в формате DjVu; 115 КБ >>>
Вы также можете запросить статью в формате PDF по ICQ или электронной почте.
Внимание! К сожалению, во время вёрстки статьи в редакции журнала "Литейщик России" допущены следующие неточности: в список авторов не включён Киселёв Д.В. (СПбГПУ), а также перепутаны сноски в тексте.
Страницы: 1 | 2 |
Перейти к разделу "Статьи"
|
